21、物流运输移动机器人模糊PD控制与智能MQTT协议研究

物流运输移动机器人模糊PD控制与智能MQTT协议研究

1. 物流运输移动机器人控制模式概述

在物流运输领域，移动机器人的控制模式主要分为手动控制模式（MCM）和自动控制模式（ACM）。手动控制模式适用于传感器系统或磁线损坏，以及机器人需在无安装线路的位置运行的情况，由操作员直接控制机器人；自动控制模式则是让机器人自动跟随预设线路运行。

2. 手动控制模式（MCM）

2.1 物流运输移动机器人模型

为避免在磁线未深埋的情况下，机器人轮子压到磁线，采用差速驱动的机器人模型。该机器人有两个直径为2R的同轴驱动轮，由无刷直流电机（BLDC）驱动，电机由电机驱动器管理。机器人后部靠近位置放置四个脚轮，有助于提高机器人的平衡，防止其压坏磁线。机器人头部装有磁传感器，用于执行线路跟随功能。

2.2 速度控制

通常，左右轮的旋转速度$\dot{\phi} R$和$\dot{\phi}_L$根据直接安装在电机轴上的编码器返回的信号计算得出。机器人的角速度$\omega$和线速度$v$可通过以下公式计算：
[
\begin{cases}
v = \frac{v_R + v_L}{2} = \frac{R}{2}(\dot{\phi}_R + \dot{\phi}_L) \
\omega = \frac{v_R - v_L}{2L} = \frac{R}{2L}(\dot{\phi}_R - \dot{\phi}_L)
\end{cases}
]
在货物运输中，机器人需以适当且恒定的速度运行，即使货物负载改变也不受影响。线速度PID控制器（PIDv）和